《光電技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱目錄《光電技術(shù)》 13一、課程簡(jiǎn)介 16二、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的、任務(wù)與要求 16三、實(shí)驗(yàn)方式與基本要求 16四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置 17五、教材（講義、指導(dǎo)書(shū)）參考書(shū)： 17六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 17七、考試(考核)方式 17八、使用說(shuō)明 18附件： 191．光敏電阻的暗電阻、暗電流測(cè)試實(shí)驗(yàn) 202．光敏電阻的亮電阻、亮電流、光電阻、光電流測(cè)試實(shí)驗(yàn) 203.光敏電阻伏安特性測(cè)試 204.光敏電阻的光電特性測(cè)試實(shí)驗(yàn) 205．光敏電阻的光譜特性測(cè)試實(shí)驗(yàn) 206．光敏電阻時(shí)間特性測(cè)試 201．光電二極管暗電流測(cè)試 202．光電二極管光電流測(cè)試 204．光電二極管伏安特性 205.光電二極管時(shí)間響應(yīng)特性測(cè)試 206.光電二極管光譜特性測(cè)試 201、光電三極管光電流測(cè)試實(shí)驗(yàn) 212、光電三極管光照特性測(cè)試 213、光電三極管伏安特性 214、光電三極管時(shí)間響應(yīng)特性測(cè)試 211、光電倍增管陽(yáng)極靈敏度測(cè)試實(shí)驗(yàn) 222、光電倍增管放大倍數(shù)（電流增益）測(cè)試實(shí)驗(yàn) 223、光電倍增管陽(yáng)極光電特性測(cè)試實(shí)驗(yàn) 224、光電倍增管陽(yáng)極伏安特性測(cè)試實(shí)驗(yàn) 225、光電倍增管光譜特性測(cè)試實(shí)驗(yàn) 226、光電倍增管時(shí)間特性測(cè)試實(shí)驗(yàn) 227、光電倍增管暗電流測(cè)試實(shí)驗(yàn)（選做） 22

課程名稱(chēng)：光電技術(shù)課程編號(hào)：056505英文名稱(chēng)：Electronictechnology課程性質(zhì)：非獨(dú)立設(shè)課課程屬性：專(zhuān)業(yè)應(yīng)開(kāi)實(shí)驗(yàn)學(xué)期：第學(xué)期學(xué)時(shí)學(xué)分：課程總學(xué)時(shí)40實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)16課程總學(xué)分3.5實(shí)驗(yàn)學(xué)分實(shí)驗(yàn)者類(lèi)別：本科生適用專(zhuān)業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù)先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路一、課程簡(jiǎn)介該課程主要介紹了光電檢測(cè)技術(shù)的基本概念，基礎(chǔ)知識(shí)，各種檢測(cè)器件的結(jié)構(gòu)、原理、特性參數(shù)、應(yīng)用，光電檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)，光電信號(hào)的數(shù)據(jù)采集與計(jì)算機(jī)接口，光電信號(hào)的變換和檢測(cè)技術(shù)，光電信號(hào)變換形式和檢測(cè)方法及光電檢測(cè)技術(shù)的典型應(yīng)用等內(nèi)容。該課程對(duì)學(xué)生了解和認(rèn)識(shí)常見(jiàn)和先進(jìn)光電器件的工作原理及應(yīng)用要求具有極大的幫助，為學(xué)生以后的工作和科研打下重要的基礎(chǔ)。二、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的、任務(wù)與要求1．牢固掌握光電檢測(cè)系統(tǒng)的用到的三大基本理論（輻射與光度量、半導(dǎo)體物理、光電效應(yīng)）和電路的基本定理。2．牢固掌握光電檢測(cè)器件的原理、分類(lèi)、性能參數(shù)指標(biāo)及其應(yīng)用選擇。3．熟悉了解熱電檢測(cè)器件的原理、分類(lèi)、性能參數(shù)指標(biāo)及其應(yīng)用選擇。4．掌握發(fā)光與耦合器件的基本原理、結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)指標(biāo)及其應(yīng)用選擇。三、實(shí)驗(yàn)方式與基本要求實(shí)驗(yàn)方式：學(xué)生1～2人一套，獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，配合課程，采用邊學(xué)，注意記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果分析?；疽螅好看螌?shí)驗(yàn)課前，學(xué)生應(yīng)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)講義，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)，擬定實(shí)驗(yàn)步驟，并認(rèn)真復(fù)習(xí)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的理論。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)規(guī)程操作。愛(ài)護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。實(shí)驗(yàn)完成后要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和計(jì)算，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題的分析討論，對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的建議等。實(shí)驗(yàn)后，按要求編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置序號(hào)實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提要實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型實(shí)驗(yàn)類(lèi)別實(shí)驗(yàn)要求每組人數(shù)單光子計(jì)數(shù)工作原理光電二極管特性測(cè)試驗(yàn)太陽(yáng)能電池原理及其特性實(shí)驗(yàn)光敏電阻特性測(cè)試光電倍增管特性測(cè)試彩色面陣CCD綜合實(shí)驗(yàn)光纖傳感器綜合實(shí)驗(yàn)光纖技術(shù)參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)五、教材（講義、指導(dǎo)書(shū)）參考書(shū)：1、王慶有、王晉疆、張存林等《光電技術(shù)》(第2版)電子工業(yè)出版社2008年2、江文杰、曾學(xué)文、施建華《光電技術(shù)》科學(xué)出版社2009年3、高岳、王霞、王吉暉、高稚允《光電檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)》(第2版)電子工業(yè)出版社2011年4、蘇俊宏《光電技術(shù)基礎(chǔ)》國(guó)防工業(yè)出版社2011年六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求要求有實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、?nèi)容和步驟以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)分析，不可偷工減料。七、考試(考核)方式本課程的總成績(jī)由理論考試成績(jī)、平時(shí)作業(yè)與實(shí)驗(yàn)課成績(jī)3部分組成，按百分制計(jì)。其中：理論考試成績(jī)占70%（理論考試成績(jī)通過(guò)期末考試方式評(píng)定），平時(shí)作業(yè)成績(jī)占10%（按每次作業(yè)完成情況評(píng)定），實(shí)驗(yàn)課成績(jī)占20%。（1）平時(shí)成績(jī)考查學(xué)生預(yù)習(xí)情況、在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)中注意人身安全和設(shè)備的安全情況、實(shí)驗(yàn)課的出勤情況等。（2）實(shí)驗(yàn)操作在每次的實(shí)驗(yàn)中，我們認(rèn)真對(duì)每個(gè)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程、儀器操作使用、實(shí)驗(yàn)技能與效果，以及實(shí)驗(yàn)記錄等四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行當(dāng)場(chǎng)評(píng)價(jià)、登記。（3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量是衡量實(shí)驗(yàn)效果的依據(jù)，是反映學(xué)生分析問(wèn)題、研究問(wèn)題、解決問(wèn)題、撰寫(xiě)科技論文的能力。八、使用說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱適用于電子科學(xué)與技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的《光電技術(shù)》課程，課程總學(xué)時(shí)為56，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為16。

附件：實(shí)驗(yàn)一單光子計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諉喂庾佑?jì)數(shù)這種弱光檢測(cè)技術(shù)的原理和基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)。掌握單光子計(jì)數(shù)測(cè)試技術(shù)中的影響因素和測(cè)試優(yōu)化條件。進(jìn)一步熟悉弱光檢測(cè)中的一些主要問(wèn)題。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．測(cè)定光電倍增管輸出脈沖幅度分布的微分曲線。2．測(cè)定光電倍增管輸出脈沖高度分布的積分曲線。3.測(cè)量暗計(jì)數(shù)R，光計(jì)數(shù)率R隨光電倍增管工作溫度的關(guān)系曲線，研究工作溫度的關(guān)系曲線，研究工作溫度對(duì)暗計(jì)數(shù)率和光計(jì)數(shù)率的影響。4．通過(guò)更換減光片，把入射功率變成－等，再進(jìn)行以上三組實(shí)驗(yàn)，比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)，得出自己的結(jié)論。5．平臺(tái)區(qū)的測(cè)量三．實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材1．儀器成套性主機(jī)：1臺(tái)制冷系統(tǒng)：1臺(tái)其他部件：包括各種保證儀器正常工作的附件及實(shí)驗(yàn)所需附件等2.技術(shù)指標(biāo)光譜響應(yīng)范圍：300-650nm積分時(shí)間：數(shù)字可調(diào)(0-10000ms)高壓控制：數(shù)字可調(diào)（0-1000V）最大計(jì)數(shù)：10,000,000甄別電平：數(shù)字可調(diào)（0-4096/2.56V）暗計(jì)數(shù)：≤30CPS(-20℃)實(shí)驗(yàn)二光敏電阻特性測(cè)試一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)掌握光敏電阻工作原理。學(xué)習(xí)掌握光敏電阻的基本特性。掌握光敏電阻特性測(cè)試的方法。了解光敏電阻的基本應(yīng)用。二．實(shí)驗(yàn)儀器1、直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)2、光源驅(qū)動(dòng)模塊1個(gè)3、負(fù)載模塊1個(gè)4、顯示模塊1個(gè)5、光通路組件1套6、光敏電阻及封裝組件1套7、光照度計(jì)1臺(tái)8、2#迭插頭對(duì)（紅色，50cm）10根9、2#迭插頭對(duì)（黑色，50cm）10根10、示波器1臺(tái)三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．光敏電阻的暗電阻、暗電流測(cè)試實(shí)驗(yàn)2．光敏電阻的亮電阻、亮電流、光電阻、光電流測(cè)試實(shí)驗(yàn)3.光敏電阻伏安特性測(cè)試4.光敏電阻的光電特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)5．光敏電阻的光譜特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)6．光敏電阻時(shí)間特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)三光電二極管特性測(cè)試一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)掌握光電二極管的工作原理2.學(xué)習(xí)掌握光電二極管的基本特性3.掌握光電二極管特性測(cè)試的方法4.了解光電二極管的基本應(yīng)用 二．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．光電二極管暗電流測(cè)試2．光電二極管光電流測(cè)試4．光電二極管伏安特性5.光電二極管時(shí)間響應(yīng)特性測(cè)試6.光電二極管光譜特性測(cè)試三．實(shí)驗(yàn)儀器1、直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)2、光源驅(qū)動(dòng)模塊1個(gè)3、負(fù)載模塊1個(gè)4、顯示模塊1個(gè)5、光通路組件1套6、光電二極管及封裝組件1套7、光照度計(jì)1臺(tái)8、2#迭插頭對(duì)（紅色，50cm）10根9、2#迭插頭對(duì)（黑色，50cm）10根10、示波器1臺(tái)實(shí)驗(yàn)四光電三極管特性測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)掌握光電三極管的工作原理2、學(xué)習(xí)掌握光電三極管的基本特性3、掌握光電三極管特性測(cè)試的方法4、了解光電三極管的基本應(yīng)用二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、光電三極管光電流測(cè)試實(shí)驗(yàn)2、光電三極管光照特性測(cè)試3、光電三極管伏安特性4、光電三極管時(shí)間響應(yīng)特性測(cè)試三、實(shí)驗(yàn)儀器1、直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)2、光源驅(qū)動(dòng)模塊1個(gè)3、負(fù)載模塊1個(gè)4、顯示模塊1個(gè)5、光通路組件1套6、光電三極管及封裝組件1套7、光照度計(jì)1臺(tái)8、2#迭插頭對(duì)（紅色，50cm）10根9、2#迭插頭對(duì)（黑色，50cm）10根10、示波器1臺(tái)實(shí)驗(yàn)五光電倍增管特性測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握光電倍增管結(jié)構(gòu)以及工作原理。2、學(xué)習(xí)掌握光電倍增管基本特性。3、學(xué)習(xí)掌握光電倍增管基本參數(shù)的測(cè)量方法。4、了解光電倍增管的應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、光電倍增管陽(yáng)極靈敏度測(cè)試實(shí)驗(yàn)2、光電倍增管放大倍數(shù)（電流增益）測(cè)試實(shí)驗(yàn)3、光電倍增管陽(yáng)極光電特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)4、光電倍增管陽(yáng)極伏安特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)5、光電倍增管光譜特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)6、光電倍增管時(shí)間特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)7、光電倍增管暗電流測(cè)試實(shí)驗(yàn)（選做）三、實(shí)驗(yàn)儀器1、直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)2、光源驅(qū)動(dòng)模塊1個(gè)3、負(fù)載模塊1個(gè)4、顯示模塊1個(gè)5、光通路組件1套6、光電倍增管及封裝組件1套7、光照度計(jì)1臺(tái)8、BNC連接線2根9、示波器1臺(tái)實(shí)驗(yàn)六PSD位置傳感器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解PSD位置傳感器工作原理及其特性2、了解并掌握PSD位置傳感器測(cè)量位移的方法二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、PSD特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)2、PSD輸出信號(hào)處理及誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)3、PSD測(cè)位移原理實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)誤差測(cè)量三、實(shí)驗(yàn)儀器1、PSD傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K1個(gè)2、顯示模塊1個(gè)3、直流穩(wěn)壓電源1個(gè)4、連接線若干實(shí)驗(yàn)七太陽(yáng)能電池原理及其特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解和掌握太陽(yáng)能電池原理及應(yīng)用2、了解并掌握太陽(yáng)能電池相關(guān)特性的測(cè)試二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、伏安特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)2、測(cè)量太陽(yáng)能電池的短路電流、開(kāi)路電壓、最大輸出功率及填充因子3、測(cè)量太陽(yáng)能電池的光電效應(yīng)與電光性質(zhì)4、測(cè)量太陽(yáng)能電池的負(fù)載特性5、太陽(yáng)能電池LED驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)儀器1、太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)儀1臺(tái)2、白熾燈1套3、光照度計(jì)1臺(tái)4、太陽(yáng)能電池模塊1套5、連接線若干6、電源線1根實(shí)驗(yàn)八彩色面陣CCD綜合實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握面陣CCD實(shí)驗(yàn)儀的基本操作和各部件的功能；2、掌握面陣CCD器件的基本工作原理；3、了解面陣CCD輸出的視頻信號(hào)與PAL電視制式的關(guān)系。4、掌握面陣CCD器件驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)現(xiàn)方式5、熟悉面陣CCD圖像采集的實(shí)現(xiàn)。6、掌握?qǐng)D像增強(qiáng)及清晰處理的方法7、掌握?qǐng)D像空間變換處理的方法8、掌握?qǐng)D像信息點(diǎn)運(yùn)算的方法9、掌握?qǐng)D像邊緣檢測(cè)及二值形態(tài)學(xué)處理的方法10、了解CCD尺寸測(cè)量的概念11、掌握CCD尺寸測(cè)量的方法12、了解圖像分割及圖像處理的方法13、了解彩色圖像的組成14、了解灰度圖象恢復(fù)彩色圖像的手段15、了解面陣CCD的投影應(yīng)用。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、面陣CCD原理實(shí)驗(yàn)2、面陣CCD驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)3、面陣CCD的數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)4、圖像增強(qiáng)及清晰處理實(shí)驗(yàn)5、圖像空間變換實(shí)驗(yàn)6、圖像信息點(diǎn)運(yùn)算實(shí)驗(yàn)7、圖像邊緣檢測(cè)及二值形態(tài)學(xué)操作實(shí)驗(yàn)8、尺寸測(cè)量實(shí)驗(yàn)9、圖像分割及圖像處理實(shí)驗(yàn)10、顏色識(shí)別實(shí)驗(yàn)11、面陣CCD實(shí)物掃描及實(shí)物投影實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)儀器1、計(jì)算機(jī)配置要求：CPU：PⅢ866MHz以上；內(nèi)存：>256MB；顯卡：>32M顯存；CRT：支持1024*768分辨率以上模式；操作系統(tǒng)：兼容WINXP操作系統(tǒng)。2、40M以上雙蹤示波器一臺(tái)。實(shí)驗(yàn)九光纖傳感器綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一、LD光源的P-I,V-I特性曲線實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解半導(dǎo)體激光器閾值的概念，測(cè)量半導(dǎo)體激光器工作時(shí)的光功率、工作電壓和工作電流。2.通過(guò)測(cè)量出來(lái)的功率、電壓和電流值，描繪半導(dǎo)體激光器的P-I、V-I曲線，學(xué)習(xí)通過(guò)曲線計(jì)算半導(dǎo)體激光器的閾值。實(shí)驗(yàn)二、透射式橫(縱)向光纖位移傳感實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．掌握強(qiáng)度型光纖透射傳感的基本原理與調(diào)制方式；2．了解強(qiáng)度型光纖透射傳感器的理論分析方法、調(diào)制特性曲線及相關(guān)影響因素。實(shí)驗(yàn)三、反射式光纖位移傳感實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握強(qiáng)度型光纖反射式傳感的基本原理與調(diào)制方式；2、了解強(qiáng)度型光纖反射式傳感器的理論分析方法、調(diào)制特性曲線及相關(guān)影響因素。實(shí)驗(yàn)四、透射式橫(縱)向光纖位移傳感實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．掌握光纖彎曲損耗的基本規(guī)律；2．了解光纖彎曲傳感原理與技術(shù)；3．簡(jiǎn)要了解光纖彎曲傳感調(diào)制器的特性。實(shí)驗(yàn)五、光纖端場(chǎng)角度傳感實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握光纖端面角度和損耗的基本規(guī)律；2．了解光纖端場(chǎng)角度傳感原理與技術(shù)；實(shí)驗(yàn)十光纖技術(shù)參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解近場(chǎng)法，利用近場(chǎng)法測(cè)試光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)(幾何參數(shù)，折射率分布，數(shù)值孔徑（NA），截止波長(zhǎng)，模場(chǎng)直徑)。2.通過(guò)近場(chǎng)法測(cè)量光纖的幾何參數(shù)，對(duì)光纖的各個(gè)幾何參數(shù)有一定了解，為實(shí)際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。3.通過(guò)近場(chǎng)法測(cè)量光纖折射率分布曲線，了解光纖折射率分布對(duì)光纖傳輸性能的影響。4.通過(guò)近場(chǎng)法測(cè)量單模光纖的模場(chǎng)直徑，了解并掌握近場(chǎng)法測(cè)量單模光纖模場(chǎng)直徑的方法，并對(duì)模場(chǎng)直徑的概念有一個(gè)更好的感性認(rèn)識(shí)。5.了解實(shí)驗(yàn)裝置的組成，對(duì)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的方法有初步認(rèn)識(shí)。6.初步掌握微小物體測(cè)量的方法，對(duì)計(jì)算機(jī)圖象處理的概念有初步了解。7.掌握用excel或matlab等工具軟件處理數(shù)據(jù)的方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備2、校準(zhǔn)近場(chǎng)測(cè)量?jī)x的放大率3、光纖幾何參數(shù)測(cè)量4、觀察光纖折射率三、實(shí)驗(yàn)裝置光纖參數(shù)（近場(chǎng)）測(cè)試光源，光纖近場(chǎng)測(cè)量?jī)x，計(jì)算機(jī)，電子目鏡（640480），千分表，單模光纖，多模光纖（50/125和62.5/1